第三章 第11讲 无机化工流程解题指导-【导与练】2024高考化学一轮复习高中总复习第1轮教师用书word（旧教材，通用版）

第11讲　无机化工流程解题指导 1.从提供的新信息中,准确地提取实质性内容,并与已有知识整合,重组为新知识块。 2.将实际问题分解,通过运用相关知识,采用分析、综合的方法,解决简单的化学问题。 3.将分析和解决问题的过程及成果,能正确地运用化学术语及文字、图表、模型、图形等进行表达,并做出合理解释。 　　无机化工流程题型突破　　　　　 1.建立工业流程题的结构模型 2.主要流程四大环节分析 环节一:原料的预处理 (1)研磨——减小固体的颗粒度,增大固体与液体或气体间的接触面积,加快反应速率。 (2)溶解。 ①水浸——与水接触反应或溶解。 ②酸浸——与酸接触反应或溶解,使可溶性金属进入溶液,不溶物通过过滤除去。 (3)灼烧——除去可燃性杂质或使原料初步转化,如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质。 (4)煅烧——改变结构,使一些物质能溶解,并使一些杂质在高温下氧化、分解,如煅烧高岭土。 环节二:核心化学反应(陌生化学方程式的书写) (1)关注箭头的指向,判断主要反应物和生成物:箭头指入为反应物,箭头指出为生成物。 (2)根据得失电子守恒配平主要物质化学计量数,结合电荷守恒、元素守恒及反应环境确定并配平其他物质。 环节三:条件控制 (1)调节溶液的pH。常用于使某些金属离子形成氢氧化物沉淀。调节pH所需的物质一般应满足两点:①能与H+反应,使溶液pH增大;②不引入新杂质。 例如:若要除去Cu2+中混有的Fe3+,可加入CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH,不可加入NaOH溶液、氨水等。 (2)控制温度。根据需要升温或降温,改变反应速率或使平衡向需要的方向移动。 (3)趁热过滤。防止某物质降温时会析出。 (4)冰水洗涤。洗去晶体表面的杂质离子,并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。 环节四:产品的分离提纯 常用的提纯方法 常用的分离方法 (1)水溶法:除去可溶性杂质。 (2)酸溶法:除去碱性杂质。 (3)碱溶法:除去酸性杂质。 (4)氧化剂或还原剂法:除去还原性或氧化性杂质。 (5)加热灼烧法:除去受热易分解或易挥发的杂质。 (6)调节溶液的pH法:如除去酸性溶液中的Fe3+等 (1)过滤:根据特殊需要采用趁热过滤或者抽滤等方法。 (2)萃取和分液:注意萃取和反萃取的应用,如用氢氧化钠溶液从碘的四氯化碳溶液中反萃取出碘的过程。 (3)蒸发结晶:提取溶解度随温度变化不大的溶质,如从溶液中提取NaCl。 (4)冷却结晶:提取溶解度随温度变化较大的溶质或结晶水合物,如KNO3、CuSO4·5H2O等。 (5)蒸馏或分馏:分离沸点相差较大且互溶的液体混合物。 (6)冷却法:利用气体液化的特点分离气体,如合成氨工业采用冷却法分离平衡混合气体中的氨气 　(2019·全国卷Ⅲ,26)高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料,工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备,工艺如图所示。回答下列问题: 相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下: 金属 离子 Mn2+ Fe2+ Fe3+ Al3+ Mg2+ Zn2+ Ni2+ 开始 沉淀 的pH 8.1 6.3 1.5 3.4 8.9 6.2 6.9 沉淀 完全 的pH 10.1 8.3 2.8 4.7 10.9 8.2 8.9 (1)“滤渣1”含有S和　　　　　　　;写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式:　 　。  (2)“氧化”中添加适量的MnO2的作用是 　　　　　　　　　　　　　。  (3)“调pH”除铁和铝,溶液的pH范围应调节为　　　　～6之间。  (4)“除杂1”的目的是除去Zn2+和Ni2+,“滤渣3”的主要成分是　　　　　　　。  (5)“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度过高,Mg2+沉淀不完全,原因是 　。  (6)写出“沉锰”的离子方程式: 　。  (7)层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料,其化学式为LiNixCoyMnzO2,其中Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4。当x=y=时,z=　　　　。  解析:(1)Si元素以SiO2或不溶性硅酸盐形式存在,用SiO2与硫酸不反应,所以滤渣1中除了S还有SiO2(或不溶性硅酸盐);在用溶浸的硫酸过程中,二氧化锰和硫化锰发生了氧化还原反应,二氧化锰作氧化剂,硫化锰作还原剂,化学方程式为MnO2+MnS+2H2SO42MnSO4+S+2H2O。 (2)二氧化锰作为氧化剂,使得MnS反应完全,且将溶液中Fe2+氧化为Fe3+。 (3)由表中数据知pH在4.7时,Fe3+和Al3+沉淀完全,所以应该